甘長海（天津市第二煤氣廠，天津300251）

天津市第二煤氣廠的焦爐煤氣脫硫原設計為FR法煤氣脫硫，以煤氣中的氨為堿源，以苦味酸為催化劑。冷凝鼓風工序來的煤氣分別進入吸收塔A、B，兩塔出來的煤氣集合后送往硫銨工段。在吸收塔內，煤氣自下向上與塔頂噴淋的苦味酸水溶液逆向接觸，吸收煤氣中的H₂S、HCN，反應機理為：

NH₄OH+H₂S→NH₄HS+H₂O

NH₄OH+HCN→NH₄CN+H₂O

吸收后的液體由污液循環(huán)泵送到再生塔底部與空壓機壓送的空氣混合后進入再生塔，在苦味酸催化劑的作用下進行氧化還原反應。

NH₄HS+RNO+H₂O→NH₄OH+S+R.NHOH

R.NHOH+1/2O₂→R.NO+H₂O

NH₃+H₂S+XS→(NH₄)₂S_x-1

(NH₄)₂S_x-1+NH₄CN→(NH₄)₂S_x+NH₄SCN

再生后的硫化物泡沫通過再生塔的溢流管流入緩沖槽，再生后的新液用脫硫循環(huán)泵打入吸收塔頂部。緩沖槽的液體用緩沖泵一部分送再生塔消泡，一部分送離心機離心分離，分離出的漿液裝袋，濾液進入濾液槽，由濾液泵打入緩沖槽，當系統(tǒng)副鹽濃度達200g/L時，打入TK105槽存放。

1 存在問題

采用苦味酸作為催化劑脫硫效果良好，但由于苦味酸屬危險化學品，易燃易爆，在運輸、儲存、投料及相關設備的檢修過程中危險性較大，給操作增加了一定的麻煩和困難。而且對煤氣中焦油及塵含量的要求較高，焦油及塵含量的波動對其操作影響大，因而對電捕焦油器的效率要求較高。另外，副鹽濃度增長迅速，平均2個月左右即可增至200g/L，需排液降低濃度。因此需要尋找脫硫效率高、副鹽濃度增長慢的催化劑替代苦味酸。

2 ZL催化劑的應用

2.1 ZL催化劑的選用

經(jīng)過調研，我們決定選用ZL脫硫催化劑作為苦味酸的替代品。選用的依據(jù)主要是基于ZL催化劑的以下特點：可在堿性溶液中將溶解的O₂吸附活化，形成高活性大離子；當遇到H₂S等含硫化合物時，將其吸附到高活性的大離子微觀表面，使H₂S等含硫化合物中的硫氧化成單質硫或多硫化合物；單質硫或多硫化合物從ZL表面解吸而離去；ZL經(jīng)重新獲得氧而再生。另外，在ZL催化劑的作用下，NH₄SCN還可以發(fā)生如下轉化反應：

在氧化再生時ZL將HS^-催化氧化

HS^-+1/2O₂—^ZL→OH^-+S

由此看出，在脫硫工藝中應用ZL催化劑，副反應能得到比較有效的控制，因而副鹽增長緩慢。在同等工藝條件下，與其他催化劑相比，ZL催化劑還具有硫泡沫顆粒大、易分離、不堵塞設備的特點，且用量少、運行成本低。

表1 工藝參數(shù)

煤氣溫度/°C	35	吸收液溫度/°C	35
循環(huán)液流量/m3.h-1	500	空氣流量/m3.h-1	600
再生塔消泡量/m3.h-1	30	再生塔持氣率/m3.h-1	10
ZL濃度（吸收）/ppm	10-20	ZL濃度（再生）/ppm	30-40
ZL月消耗量/kg	70	副鹽濃度/g.L-1	小于200

2.2 ZL催化劑的使用

（1）調整及控制。我廠自2004年正式使用ZL催化劑以來，為裝袋更方便，只對硫磺提取部分將離心機改為板框壓濾機，主工藝未做任何改動，工藝參數(shù)除根據(jù)塔后H₂S的參數(shù)對ZL投放量進行調整外，其他未做任何調整。各工藝控制參數(shù)見表1。

（2）使用效果。生產(chǎn)運行表明，使用ZL催化劑后，脫硫效率與使用苦味酸并無大的差異，但其他方面優(yōu)勢明顯。首先是用量少，投放方便，解決了使用苦味酸在運輸、儲存、投放、檢修等方面的風險。其次是副鹽濃度增長速度顯著放緩，由1-2個月左右放液1次變?yōu)?-4個月左右放液1次。特別是煤氣中焦油及塵對其幾乎沒有影響，徹底解決了電捕焦油器操作使煤氣中焦油及塵含量出現(xiàn)波動，導致脫硫系統(tǒng)操作紊亂的現(xiàn)象。僅催化劑消耗一項每年就可節(jié)省28萬元。